JP5280775B2 - 無線端末装置 - Google Patents
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Description
また、SDPとは、具体的に、端末と端末との間のセッションに関する情報を表現し、ビデオやオーディオ信号を送受信するために必要な情報をやりとりするためのプロトコルである。
そのため、Serverダウンによる問題発生を減らすために、Policy Serverを冗長構成とすることにより、システム全体でServerがダウンする確率を下げることができるが、冗長構成とするにより設備投資額が増えるという問題が発生する。
本発明は、上記無線端末装置において、無線アクセスシステムの無線区間における上りリンクのQoS制御に用いるQoSレベルが、IEEE802.16e規格において規定されたものであることを特徴とする。
本発明は、上記無線端末装置において、コアネットワークにおける通信セッションに関するプロトコルが、セッション・ディスクリプション・プロトコル(SDP)であることを特徴とする。
[実施の形態の概要]
本発明の実施の形態に係る無線端末装置(以下、本無線端末装置)は、次世代ネットワークをコアネットワークとする無線アクセスネットワークシステムにおける上りリンクのQoSを、アプリケーションのサービスを利用する無線端末装置の方から主導的に設定するようにしたものであり、これにより、快適な通信を実現でき、コアネットワークにポリシーサーバ等を設ける必要がないものである。
parameter でUGSを指定し、また、SDP内のm=port番号で指定されるport番号を使うIPパケットをUGSのQoSレベルで送信するものである。
parameter でUGSを指定し、また、SDP内のm=port番号で指定されるport番号を使うIPパケットをUGSのQoSレベルで送信するものである。
parameter でrtPSを指定し、また、SDP内のm=port番号で指定されるport番号を使うIPパケットをrtPSのQoSレベルで送信するものである。
parameter でrtPSを指定し、また、SDP内のm=port番号で指定されるport番号を使うIPパケットをrtPSのQoSレベルで送信するものである。
parameter でnrtPSを指定し、また、SDP内のm=port番号で指定されるport番号を使うIPパケットをnrtPSのQoSレベルで送信するものである。
parameter でBEを指定するものである。
本発明の実施の形態に係るネットワークシステムについて図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るネットワークシステムの構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係るネットワークシステム(本システム)は、図1に示すように、次世代ネットワーク(NGN)10を中心として、そのNGN10にSIP(Session Initiation Protocol)サーバ11と、Video On Demand (VoD)サーバ12と、Voice over IP (VoIP)用電話機13と、ホームサーバ14が接続し、更に、NGN10にホームエージェント(Home Agent)20と、ASN−GW(Access Service Network-Gateway)30を介してBWA用無線基地局31が接続し、当該基地局31に無線にて接続するBWA用端末40a,40bを基本的に有している。
ここで、BWA用端末40aとして無線通信の電話機、BWA用端末40bとして無線通信のビデオカメラを例示している。
次ぎに、本システムにおける各部について具体的に説明する。
NGN10は、上記先行技術文献で説明されている次世代ネットワークである。
SIPサーバ11は、インターネットプロトコル(IP)に基づいた通信により呼制御を行うためのサーバである。
VoIP 用電話機13は、VoIP 対応の電話機である。
ASN−GW30は、複数のBWA用無線基地局31を束ね、ハンドオーバーやページングをサポートし、また、パケットのルーティング機能を有する機器である。
BWA用端末40a,40bは、エリア内のBWA用無線基地局31と広帯域無線アクセスで接続するものである。BWA用端末40の具体的構成及び処理については後述する。
ここで、非特許文献1で規定されている、IEEE Std.802.16 Protocol Architecture Modelを図2に示す。図2は、IEEE Std.802.16のプロトコルアーキテクチャモデルを示す図である。
図2に示すように、IEEE規格では、Layer2のMACまでしか規定していない。
次ぎに、BWA用端末のプロトコルスタックの例について図3を用いて説明する。図3は、BWA用端末のプロトコルスタックの例を示す図である。
図3に示すように、プロトコルスタックでは、SIPとSDPをサポートしていることを特徴としている。また、アプリケーションの一例として、音声と映像を載せている。これ以外にも、e-MailクライアントやWWWブラウザーなどが挙げられる。
次ぎに、BWA用端末内部における構成及びアプリケーションデータの流れについて図4を用いて説明する。図4は、BWA用端末内部における構成及びアプリケーションデータの流れを示す図である。
BWA用端末内部において、図4に示すように、SDP生成部41と、SDP解析部42と、DSA−REQ Message 生成部43と、アプリケーション部44と、TCP/UDP部45と、IP部46と、Packet Classifier 部47と、UGS部48と、Extended rtPS部49と、rtPS部50と、nrtPS部51と、BE部52と、Scheduler部53と、IEEE802.16e OFDMA PHY部54とを備えている。
SDP解析部42は、NGNの優先度クラスとBWAのQoSクラスの対応表を備え、SDPを解析してNGNの優先度クラスに対応したBWAのQoSクラスを決定し、ポート番号と決定したQoSクラスの対応表を生成し、その対応表をPacket Classifier部47に通知して、IPパケットをそれぞれのQoSクラスのキューに振り分けさせる。
また、SDP解析部42は、SDPを解析してNGNの優先度クラスに対応したBWAのQoSクラスを決定すると、そのQoSクラスをDSA-REQ message内に設定するよう指示し、その他指示を行う。
SDP解析部42の詳細は後述する。
TCP/UDP部45は、トランスポート層のプロトコルとしてTCP(Transmission Control Protocol)/UDP(User Datagram Protocol)に従い、アプリケーション部44からのデータとSDP生成部41から通信相手に通知するためのSDPを入力し、データ転送管理の処理が為されてIP部46に処理されたデータが出力される。
Packet Classifier 部47は、SDP解析部42から通知されたポート番号とQoSクラスの対応表に基づいて、IPパケットをそれぞれのQoSクラスのキューに振り分ける処理を行う。
Extended rtPS部49は、無音圧縮機能でデータを伝送するExtended rtPS(Real Time Polling Service)モードでデータ処理を行う。
rtPS部50は、可変量のデータをリアルタイムで伝送するrtPS(Real Time Polling Service)モードでデータ処理を行う。
nrtPS部51は、時間遅延が許されるが不定期に可変量のデータ伝送を行うnrtPS(Non Real Time Polling Service)モードでデータ処理を行う。
BE部52は、遅延について規定せず、ジッターについても規定しない無保証のBE(Best Effort)モードでデータ処理を行う。
IEEE802.16e OFDMA PHY部54は、Scheduler部53から入力された無線フレームをIEEE802.16eのOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式により物理層(Physical Layer:PHY)での伝送を実現する。
次ぎに、SDP生成部41について説明する。
BWA用端末がTV電話で、動画データの双方向通信を行う場合、動画アプリケーションとSDP生成部41が連携して、SDP生成部41で、media-type = video かつ a = sendrecvのSDPを生成する。SDPの詳細は、非特許文献3に記載されている。
また、SDP生成部41は、アプリケーションデータが使用する通信ポートをSDPにm=port番号として書き込む。
次に、SDP解析部42について説明する。このSDP解析部42がこの発明で一番重要な機能である。
[優先度クラスとBWAのQoSの対応:図5,6]
SDP解析部42では、図6のNGNの優先度クラスとBWAのQoSの対応表を有する。図6の対応表は、図5の表とBWAのQoSクラスを対応付けたものである。ここで、図5は、SDPによる転送品質クラスの指定方法を示す図であり、図6は、NGNの優先度クラスとBWAのQoSの対応表を示す図である。
[ポート番号とBWAのQoSクラスの対応:図7]
また、SDPのm=port番号のport番号と前に決定したQoSクラスより、図7に示すポート番号とBWAのQoSクラスの対応表を生成し、この対応表を図4のPacket Classifier部47に通知する。図7は、SDPのm=port番号のport番号とBWAのQoSクラスの対応表の例を示す図である。
次ぎに、SDP解析部42からDSA−REQ Message 生成部43に対して為される指示について説明する。
SDP解析部42は、DSA−REQ Message 生成部43に対しては、SDPのm行/a行を解析して、図6のBWAのQoSクラスを決定し、そのQoSクラスをDSA-REQ message内のUL Grant Scheduling Type
parameterに設定するように指示する。
また、SDP解析部42は、SDP内にa=rtpmap:0 PCMU/8000が存在する場合、DSA-REQ message内のMinimum Reserved Traffic Rateの値に10000から160000の間の値を設定するように指示する。
DSA−REQ Message 生成部43は、SDP解析部42の指示に従って、以下に示すDSA-REQ MessageのQoSパラメータを設定して、DSA-REQ Messageを生成する。
DSA-REQ Message
UL Grant Scheduling Type
parameter
Minimum Reserved Traffic Rate
unsolicited polling interval
この生成されたDSA-REQ Messageは、図4のScheduler部53とIEEE802.16e OFDMA PHY部54を通って、BWA用無線無線基地局に通知される。
M=audio 26696 RTP/AVP 0
a=rtpmap:0 PCMU/8000
a=sendrecv
a=ptime:20
また、SDP解析部42は、DSA−REQ Message生成部43に、DSA-REQ Messageを以下のように設定するように指示する。
DSA-REQ Message
UL Grant Scheduling Type
parameter:UGS
Minimum Reserved Traffic Rate: 104000
unsolicited polling interval:20
DSA−REQ Message生成部43では、上記値をセットしたDSA-REQ Messageを生成し、BWA用無線基地局に通知する。その後の通信シーケンスは、図8のようになり、BWA無線区間でのアップリンクのQoSが設定される。BWA無線区間でのQoSクラスがUGSとなるため、BWA無線区間では、最優先となる。図8は、BWA無線区間でのQoSクラスの設定シーケンスを示す図である。
BWA無線区間でも、NGN内でも最優先となるので、End-to-Endで最優先となり、遅延の少ないVoIP通信が可能となる。
図9〜図11に示したものは、DSA-REQ Message内のQoSパラメータの一つ一つを詳細化したものであり、非特許文献1と非特許文献2で規定されている。図9は、Minimum Reserved Traffic Rate
parameterを示す図であり、図10は、UL Grant Scheduling Type
parameterを示す図であり、図11は、Unsolicited Polling Interval
parameterを示す図である。
BWAでは、一般的に、図4のUGSが一番優先度が高く、BEが一番優先度が低い仕組みになっている。そのため、優先度の高さは、UGS > Extended rtPS > rtPS > nrtPS > BEの順番となる。
また、NGNの優先クラスがない部分に、BWAのBEを対応付けている。この理由としては、NGNを含めたEnd-to-EndのQoSが保証できないため、BWA無線区間でもBEと設定している。
本発明の実施の形態によれば、次世代ネットワークのアクセス系に、広帯域無線アクセスシステム(BWA)を使用しても、End-to-EndのQoS(Quality of Service)が行うことができ、快適な通信を実現できる効果がある。
Claims (5)
- コアネットワークを備える無線アクセスシステムに接続する無線端末装置であって、
前記無線アクセスシステムを介した通信を行うアプリケーションのアプリケーションデータを出力するアプリケーション部と、
前記コアネットワークにおける通信セッションに関するプロトコルのパラメータであって、前記アプリケーションの通信セッションの優先度クラス及びポート番号を少なくとも含むパラメータを生成するパラメータ生成部と、
前記優先度クラスと前記無線アクセスシステムの無線区間における上りリンクのQoS制御に用いるQoSレベルを予め対応付ける対応表に従って、前記優先度クラスを有する通信セッションの前記QoSレベルを決定すると共に、当該決定された前記QoSレベルと当該優先度クラスを有する通信セッションのポート番号を対応付けるパラメータ解析部と、
前記アプリケーション部から出力されるアプリケーションデータのパケットであって、前記パラメータ解析部で決定された前記QoSレベルと対応付けられたポート番号を有するパケットを、当該QoSレベルの送信キューに振り分けるパケット分配部と、
を備えることを特徴とする無線端末装置。 - 前記無線アクセスシステムの無線区間は当該無線端末装置と無線基地局の間であること、
を特徴とする請求項1記載の無線端末装置。 - 前記無線アクセスシステムの無線区間における上りリンクのQoS制御に用いるQoSレベルは、IEEE802.16e規格において規定されたものであること、
を特徴とする請求項1記載の無線端末装置。 - 前記コアネットワークにおける通信セッションに関するプロトコルは、セッション・ディスクリプション・プロトコル(SDP)であること、
を特徴とする請求項1記載の無線端末装置。 - 前記無線アクセスシステムの無線区間における上りリンクのQoSレベルを設定するために無線基地局に通知されるメッセージを生成するメッセージ生成部を備え、
前記メッセージ生成部は、前記パラメータ解析部で対応付けられたQoSレベルを前記メッセージに設定すること、
を特徴とする請求項1乃至4いずれか記載の無線端末装置。
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